WO2010070753A1 - ウエハおよびパッケージ製品の製造方法 - Google Patents

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WO2010070753A1
WO2010070753A1 PCT/JP2008/073043 JP2008073043W WO2010070753A1 WO 2010070753 A1 WO2010070753 A1 WO 2010070753A1 JP 2008073043 W JP2008073043 W JP 2008073043W WO 2010070753 A1 WO2010070753 A1 WO 2010070753A1
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wafer
electrode
substrate wafer
base substrate
groove
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PCT/JP2008/073043
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English (en)
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剛 杉山
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セイコーインスツル株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/02—Details
    • H03H9/05—Holders; Supports
    • H03H9/10—Mounting in enclosures
    • H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
    • H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
    • H03H9/1021—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being of the cantilever type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21—Crystal tuning forks

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a wafer and a package product.
  • a wide variety of package products include a base substrate and a lid substrate that are anodically bonded to each other in a stacked state and have a cavity formed therebetween, and an operating piece that is mounted on a portion of the base substrate that is located in the cavity. It is used.
  • a piezoelectric vibrator that is mounted on a mobile phone or a portable information terminal device and uses a crystal or the like as a time source, a timing source such as a control signal, a reference signal source, or the like is known.
  • this package product is formed as follows, for example, as shown in Patent Document 1 below.
  • the base substrate wafer and the lid substrate wafer are set in an anodic bonding apparatus disposed in a vacuum chamber, and these wafers are superposed via an anodic bonding bonding film made of a conductive material.
  • anodic bonding bonding film made of a conductive material.
  • a large number of recesses that become the cavities are formed on the bonding surface of the lid substrate wafer when they are overlapped with the base substrate wafer, and the bonding surface of the base substrate wafer corresponds to the recesses.
  • a large number of working pieces are mounted, and the joining film is formed on a portion of the joining surface excluding the portion on which the working pieces are mounted.
  • the lid substrate wafer is set on the electrode plate of the anodic bonding apparatus.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wafer and a package product that can easily release oxygen gas generated between the two wafers when the two wafers are bonded together. It is to provide a manufacturing method.
  • the present invention is a wafer for forming a large number of packaged products having cavities in which working pieces are housed between the two by anodically bonding each other in a laminated state, and in the state laminated with another wafer, It has a product region in which a large number of recesses to be cavities are formed, and grooves or slits extending from the radial center of the wafer toward the outer side in the radial direction and reaching the outer side of the product region are formed And
  • the present invention is a method for manufacturing a package product, in which a plurality of package products having a cavity in which an operating piece is housed are formed by anodic bonding with each other in a state where two wafers are stacked.
  • the wafer is a wafer according to the present invention.
  • the groove or slit is formed in the wafer, the oxygen gas generated between the wafers when the two wafers are bonded can be easily released to the outside through the groove or slit. Therefore, it is possible to suppress the formation of a package product having a low degree of vacuum in the cavity. Further, since the groove or slit is formed in the wafer having the recess, the groove or slit can be formed at the same time when the recess is formed by, for example, pressing or etching. Can be formed efficiently.
  • the radially outer end of the groove or slit may be located radially inside the outer peripheral edge of the wafer.
  • the radially outer end of the groove or slit is located radially inward from the outer peripheral edge of the wafer, it is possible to suppress the strength of the wafer from being reduced by forming the groove or slit in the wafer. It is possible to prevent the wafer from being deteriorated in handleability.
  • it is preferable that the portion located between the radial outer ends of the grooves or slits and the outer peripheral edge of the wafer is not bonded between the two wafers.
  • the portion located between the radially outer end of the groove or slit and the outer peripheral edge of the wafer is not joined, so the inside of the groove or slit is passed through a minute gap between them.
  • the oxygen gas in the inside can be reliably discharged to the outside from between both wafers.
  • the wafer and package product manufacturing method of the present invention can easily release oxygen gas generated between two wafers when the two wafers are bonded.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and is an external perspective view of a piezoelectric vibrator.
  • FIG. 2 is an internal configuration diagram of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 1 and is a view of the piezoelectric vibrating piece viewed from above with the lid substrate removed.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator taken along line AA shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the piezoelectric vibrator taken along line BB shown in FIG.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of the piezoelectric vibrator shown in FIG. 6 is a top view of a piezoelectric vibrating piece constituting the piezoelectric vibrator shown in FIG.
  • FIG. 7 is a bottom view of the piezoelectric vibrating piece shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC in FIG.
  • FIG. 9 is a flowchart showing a flow of manufacturing the piezoelectric vibrator shown in FIG.
  • FIG. 10 is a diagram showing one step in manufacturing the piezoelectric vibrator according to the flowchart shown in FIG. 9, and is a diagram showing an embodiment in which a recess is formed in a lid substrate wafer that is a base of the lid substrate. It is.
  • FIG. 11 is a diagram showing one process when manufacturing a piezoelectric vibrator according to the flowchart shown in FIG. 9, and shows a state in which a pair of through holes are formed in a base substrate wafer which is a base substrate.
  • FIG. 11 is a diagram showing one process when manufacturing a piezoelectric vibrator according to the flowchart shown in FIG. 9, and shows a state in which a pair of through holes are formed in a base substrate wa
  • FIG. 12 is a view showing a state in which, after the state shown in FIG. 11, a through electrode is formed in a pair of through holes, and a bonding film and a lead electrode are patterned on the upper surface of the base substrate wafer.
  • FIG. 13 is an overall view of the base substrate wafer in the state shown in FIG.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state in which a base substrate wafer and a lid substrate wafer are set in an anodic bonding apparatus.
  • FIG. 15 is a diagram showing one process when manufacturing the piezoelectric vibrator according to the flowchart shown in FIG. 9, and the base substrate wafer, the lid substrate wafer, It is a disassembled perspective view of the wafer bonded body by which anodic bonding was carried out.
  • Piezoelectric vibrator (package product) 3a Recess 4 Piezoelectric vibrating piece (actuating piece) 22 groove 40 base substrate wafer (wafer) 40c, 50c Product area 50 Wafer for lid substrate (wafer) C cavity
  • a package including a base substrate and a lid substrate that are anodically bonded to each other and in which a cavity is formed therebetween, and an operating piece that is mounted on a portion of the base substrate located in the cavity.
  • a piezoelectric vibrator will be described as an example.
  • the piezoelectric vibrator 1 is formed in a box shape in which a base substrate 2 and a lid substrate 3 are laminated in two layers, and a piezoelectric vibrating piece ( Actuating piece) 4 is a surface-mounted type.
  • the excitation electrode 13, the extraction electrode 16, the mount electrode 14, and the weight metal film 17, which will be described later, are omitted for easy understanding of the drawing.
  • the piezoelectric vibrating piece 4 is a tuning fork type vibrating piece formed of a piezoelectric material such as crystal, lithium tantalate or lithium niobate, as shown in FIGS. 6 to 8, and when a predetermined voltage is applied. It vibrates.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 includes a pair of vibrating arm portions 10 and 11 arranged in parallel, a base portion 12 that integrally fixes the base end sides of the pair of vibrating arm portions 10 and 11, and a pair of vibrating arm portions.
  • An excitation electrode 13 is formed on the outer surface of 10 and 11 to vibrate the pair of vibrating arm portions 10 and 11, and a mount electrode 14 is electrically connected to the excitation electrode 13.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 of the present embodiment includes groove portions 15 formed along the longitudinal direction of the vibrating arm portions 10 and 11 on both main surfaces of the pair of vibrating arm portions 10 and 11. .
  • the groove portion 15 is formed from the proximal end side of the vibrating arm portions 10 and 11 to the vicinity of the middle.
  • the excitation electrode 13 is an electrode that vibrates the pair of vibrating arm portions 10 and 11 at a predetermined resonance frequency in a direction approaching or separating from each other. It is formed by patterning in a separated state. Specifically, as shown in FIG. 8, one excitation electrode 13 is mainly formed on the groove portion 15 of one vibration arm portion 10 and on both side surfaces of the other vibration arm portion 11, and the other Excitation electrodes 13 are mainly formed on both side surfaces of one vibrating arm portion 10 and on a groove portion 15 of the other vibrating arm portion 11.
  • the excitation electrode 13 is electrically connected to the mount electrode 14 via the extraction electrode 16 on both main surfaces of the base portion 12. A voltage is applied to the piezoelectric vibrating reed 4 via the mount electrode 14.
  • the excitation electrode 13, the mount electrode 14, and the extraction electrode 16 described above are formed of a conductive film such as chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), or titanium (Ti). It is.
  • a weight metal film 17 for adjusting (frequency adjustment) so as to vibrate its own vibration state within a predetermined frequency range is coated on the tips of the pair of vibrating arm portions 10 and 11.
  • the weight metal film 17 is divided into a coarse adjustment film 17a used when the frequency is roughly adjusted and a fine adjustment film 17b used when the frequency is finely adjusted.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 configured as described above is bump-bonded to the upper surface of the base substrate 2 by using bumps B such as gold as shown in FIGS. More specifically, a pair of mount electrodes 14 are bump-bonded to each other on two bumps B formed on a routing electrode 28 described later. Thereby, the piezoelectric vibrating reed 4 is supported in a state of being lifted from the upper surface of the base substrate 2 and the mount electrode 14 and the lead-out electrode 28 are electrically connected to each other.
  • the lid substrate 3 is a transparent insulating substrate made of a glass material, for example, soda-lime glass, and is formed in a plate shape as shown in FIG. 1, FIG. 3, FIG. 4 and FIG.
  • a concave portion 3 a having a rectangular shape in a plan view in which the piezoelectric vibrating reed 4 is accommodated is formed on a joint surface of the lid substrate 3 to which the base substrate 2 is joined.
  • the recess 3a becomes a cavity C in which the piezoelectric vibrating reed 4 is accommodated when the two substrates 2 and 3 are overlapped. And this recessed part 3a is obstruct
  • the base substrate 2 is a transparent insulating substrate made of a glass material, for example, soda lime glass, like the lid substrate 3, and has a size that can be superimposed on the lid substrate 3 as shown in FIGS. It is formed in a plate shape.
  • the base substrate 2 is formed with a pair of through holes 25 penetrating the base substrate 2.
  • the pair of through holes 25 are formed so as to be accommodated in the cavity C. More specifically, one through hole 25 is positioned on the base 12 side of the mounted piezoelectric vibrating reed 4, and the other through hole 25 is positioned on the tip side of the vibrating arm portions 10 and 11. .
  • the through hole 25 having the same inner diameter over the entire region in the plate thickness direction of the base substrate 2 will be described as an example.
  • the present invention is not limited to this example.
  • the through hole 25 is gradually reduced along the plate thickness direction. You may form in the taper shape which has a diameter or the expanded internal diameter. In any case, it only has to penetrate the base substrate 2.
  • the through electrodes 26 are buried in the pair of through holes 25, respectively. These through electrodes 26 completely close the through holes 25 to maintain airtightness in the cavity C, and electrically connect an external electrode 29 (described later) and the lead-out electrode 28.
  • a bonding film 27 for anodic bonding and a pair of routing electrodes 28 are patterned by a conductive material such as aluminum. Of these, the bonding film 27 is arranged so as to surround the periphery of the recess 3 a over almost the entire area where the recess 3 a is not formed on the bonding surface of the lid substrate 3.
  • the pair of lead-out electrodes 28 electrically connect one through-electrode 26 and one mount electrode 14 of the piezoelectric vibrating reed 4 out of the pair of through-electrodes 26, and the other through-electrode 26 and the piezoelectric vibration. Patterning is performed so that the other mount electrode 14 of the piece 4 is electrically connected. More specifically, as shown in FIGS. 2 and 5, the one lead-out electrode 28 is formed right above the one through electrode 26 so as to be positioned directly below the base 12 of the piezoelectric vibrating piece 4. The other lead electrode 28 is formed so as to be positioned immediately above the other through electrode 26 after being drawn from the position adjacent to the one lead electrode 28 to the tip side along the vibrating arm portion 11. ing.
  • Bumps B are formed on the pair of routing electrodes 28, and the piezoelectric vibrating reed 4 is mounted using the bumps B.
  • one mount electrode 14 of the piezoelectric vibrating reed 4 is electrically connected to one through electrode 26 through one routing electrode 28, and the other mount electrode 14 passes through the other through electrode 28.
  • the electrode 26 is electrically connected.
  • external electrodes 29 that are electrically connected to the pair of through electrodes 26 are formed on the surface of the base substrate 2 opposite to the bonding surface, as shown in FIGS. Has been. That is, one external electrode 29 is electrically connected to one excitation electrode 13 of the piezoelectric vibrating reed 4 via one penetration electrode 26 and one routing electrode 28. The other external electrode 29 is electrically connected to the other excitation electrode 13 of the piezoelectric vibrating reed 4 via the other through electrode 26 and the other routing electrode 28.
  • a predetermined drive voltage is applied to the external electrode 29 formed on the base substrate 2.
  • an electric current can be sent through the excitation electrode 13 of the piezoelectric vibrating piece 4, and the pair of vibrating arm portions 10 and 11 can be vibrated at a predetermined frequency in a direction in which they approach or separate.
  • the vibration of the pair of vibrating arm portions 10 and 11 can be used as a time source, a control signal timing source, a reference signal source, and the like.
  • the piezoelectric vibrating reed manufacturing step is performed to manufacture the piezoelectric vibrating reed 4 shown in FIGS. 6 to 8 (S10).
  • a quartz Lambert rough is first sliced at a predetermined angle to obtain a wafer having a constant thickness.
  • the wafer is lapped and subjected to rough processing, and then the work-affected layer is removed by etching, and then mirror polishing such as polishing is performed to obtain a wafer having a predetermined thickness.
  • the wafer is patterned with the outer shape of the piezoelectric vibrating reed 4 by photolithography technology, and a metal film is formed and patterned to obtain the excitation electrode 13, A lead electrode 16, a mount electrode 14, and a weight metal film 17 are formed. Thereby, the some piezoelectric vibrating piece 4 is producible.
  • the resonance frequency is coarsely adjusted. This is performed by irradiating the coarse adjustment film 17a of the weight metal film 17 with a laser beam to evaporate a part thereof and changing the weight. As a result, the frequency can be within a slightly wider range than the target nominal frequency. Note that the fine adjustment to adjust the resonance frequency with higher accuracy and finally drive the frequency within the range of the nominal frequency is performed after mounting. This will be described later.
  • a first wafer manufacturing process is performed in which the lid substrate wafer 50 to be the lid substrate 3 later is manufactured up to the state immediately before anodic bonding (S20).
  • a disc-shaped lid substrate wafer 50 is formed by removing the work-affected layer on the outermost surface by etching or the like. (S21).
  • the lid substrate wafer 50 is formed in a circular shape in plan view, and the outer periphery of the wafer 50 is cut out along a straight line (string) connecting two points on the outer periphery.
  • a reference mark portion A1 is formed.
  • a recess forming step for forming many recesses 3a for the cavity C is performed on the bonding surface of the lid substrate wafer 50 (S22), and a groove forming step for forming the grooves 22 is performed (S23).
  • the concave portion 3a is formed in a portion (hereinafter referred to as a product region) 50c located on the radially inner side of the outer peripheral edge portion 50b on the bonding surface of the lid substrate wafer 50.
  • a plurality of the recesses 3a are formed in the product region 50c with an interval in one direction, and a plurality of the recesses 3a are formed with an interval in another direction orthogonal to the one direction.
  • the recess 3 a is formed over substantially the entire area excluding the outer peripheral edge 50 b on the bonding surface of the lid substrate wafer 50.
  • the groove 22 extends from the radial center of the bonding surface of the lid substrate wafer 50 toward the radially outer side, and reaches the outside of the product region 50c, that is, the outer peripheral edge 50b.
  • a plurality of grooves 22 are formed at equal intervals around the center of the wafer 50 so as to form a radial shape on the bonding surface of the lid substrate wafer 50.
  • the radially outer end 22 a of the groove 22 is located on the radially inner side with respect to the outer peripheral edge of the lid substrate wafer 50.
  • the width of the groove 22 is equal to or less than the length in the longitudinal direction of the concave portion 3a formed in a rectangular shape in plan view.
  • the recess 3 a and the groove 22 may be formed simultaneously by etching the lid substrate wafer 50. Moreover, you may form the recessed part 3a and the groove
  • a second wafer manufacturing process is performed in which the base substrate wafer 40 to be the base substrate 2 is manufactured up to the state immediately before anodic bonding (S30).
  • a disc-shaped base substrate wafer 40 is formed by removing the work-affected layer on the outermost surface by etching or the like (S31).
  • the base substrate wafer 40 is formed in a circular shape in plan view, and the outer periphery of the wafer 40 is along a straight line (string) connecting two points on the outer periphery.
  • a notched reference mark part A2 is formed.
  • a through hole forming step (S32) is performed in which a plurality of pairs of through holes 25 penetrating the base substrate wafer 40 are formed.
  • the dotted line M shown in FIG. 11 has shown the cutting line cut
  • the through hole 25 is formed by, for example, a sandblasting method or press working using a jig.
  • the pair of through holes 25 are positions that are individually accommodated in the recesses 3a formed in the lid substrate wafer 50 when both the wafers 40 and 50 are overlapped later, and one through hole 25 is mounted later.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 is disposed on the base 12 side, and the other through hole 25 is formed at a position where it is disposed on the distal end side of the vibrating arm portion 11.
  • the pair of through holes 25 are formed in a portion (hereinafter referred to as a product region) 40 c positioned on the radially inner side of the outer peripheral edge portion 40 b on the bonding surface of the base substrate wafer 40.
  • a plurality of pairs of through holes 25 are formed in the product region 40c with an interval in one direction, and are also formed with an interval in another direction orthogonal to the one direction. Further, in the illustrated example, the pair of through holes 25 are formed over almost the entire area except the outer peripheral edge portion 40 b on the bonding surface of the base substrate wafer 40.
  • a through electrode forming step is performed in which the pair of through holes 25 are filled with a conductor (not shown) to form the pair of through electrodes 26 (S33).
  • a conductive material is patterned on the bonding surface of the base substrate wafer 40, and a bonding film forming step (S34) for forming the bonding film 27 is performed as shown in FIGS.
  • a routing electrode forming step for forming a plurality of routing electrodes 28 electrically connected to the electrodes 26 is performed (S35). From the above, one through electrode 26 and one routing electrode 28 are electrically connected, and the other through electrode 26 and the other routing electrode 28 are electrically connected.
  • the bonding film 27 is formed on the bonding surface of the base substrate wafer 40 between the radially outer end 22 a of the groove 22 in the outer peripheral edge portion 50 b of the lid substrate wafer 50 and the outer peripheral edge of the wafer 50. It is not formed at the position where the positioned portion 50a is overlapped. At this point, the second wafer manufacturing process is completed.
  • a dotted line M shown in FIG. 12 and FIG. 13 illustrates a cutting line that is cut in a subsequent cutting step.
  • the bonding film 27 is not shown.
  • the process sequence is such that the routing electrode formation process (S ⁇ b> 35) is performed after the bonding film formation process (S ⁇ b> 34), but conversely, the bonding film formation is performed after the routing electrode formation process (S ⁇ b> 35).
  • Step (S34) may be performed, or both steps may be performed simultaneously. Regardless of the order of steps, the same effects can be obtained. Therefore, the process order may be changed as necessary.
  • a mounting step is performed in which the produced plurality of piezoelectric vibrating reeds 4 are bump-bonded to the surface of the base substrate wafer 40 via the routing electrodes 28 (S40).
  • bumps B such as gold are formed on the pair of lead electrodes 28, respectively.
  • the piezoelectric vibrating piece 4 is pressed against the bump B while heating the bump B to a predetermined temperature. Accordingly, the piezoelectric vibrating reed 4 is mechanically supported by the bumps B and electrically connects the mount electrode 14 and the lead-out electrode 28.
  • the pair of excitation electrodes 13 of the piezoelectric vibrating reed 4 are in a state of being electrically connected to the pair of through electrodes 26.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 is bump-bonded, it is supported in a state of being lifted from the bonding surface of the base substrate wafer 40.
  • the anodic bonding apparatus 30 includes a lower jig 31 made of a conductive material and an upper jig supported by a pressurizing means 32 so as to be able to advance and retreat. And a power supply means 34 for electrically connecting the bonding film 27 of the base substrate wafer 40 set on the upper jig 33 and the lower jig 31, and is disposed in a vacuum chamber (not shown). ing.
  • the lid substrate wafer 50 is set in a state where the recess 3 a is opened toward the upper jig 33 in the lower jig 31, and the piezoelectric vibrating reed 4 is placed in the upper jig 33 and the recess 3 a of the lid substrate wafer 50.
  • the base substrate wafer 40 is set in a state of facing the substrate.
  • an anodic bonding apparatus is provided in the positioning holes 40d and 50d formed in each of the wafers 40 and 50 using the reference mark portions A1 and A2 formed on the base substrate wafer 40 and the lid substrate wafer 50, respectively, as an index.
  • positioning pins (not shown) provided at 30, the positions of the wafers 40 and 50 along the creeping direction are aligned.
  • the pressurizing means 32 is driven, the upper jig 33 is moved forward toward the lower jig 31, and the piezoelectric vibrating reed 4 of the base substrate wafer 40 enters the recess 3 a of the lid substrate wafer 50. Then, an overlaying process for overlaying both the wafers 40 and 50 is performed (S50). Thereby, the piezoelectric vibrating reed 4 mounted on the base substrate wafer 40 is accommodated in the cavity C formed between the wafers 40 and 50.
  • a bonding step is performed in which a predetermined voltage is applied at a predetermined temperature to perform anodic bonding (S60). Specifically, a predetermined voltage is applied between the bonding film 27 of the base substrate wafer 40 and the lower jig 31 by the energizing means 34. As a result, an electrochemical reaction occurs at the interface between the bonding film 27 and the bonding surface of the lid substrate wafer 50, and both are firmly bonded and anodic bonded. Thus, the piezoelectric vibrating reed 4 can be sealed in the cavity C, and the wafer bonded body 60 shown in FIG. 15 in which the base substrate wafer 40 and the lid substrate wafer 50 are bonded can be obtained.
  • the part 40b is kept unbonded.
  • FIG. 15 in order to make the drawing easy to see, a state where the wafer bonded body 60 is disassembled is illustrated, and the bonding film 27 is not illustrated from the base substrate wafer 40. Further, a dotted line M shown in FIG. 15 illustrates a cutting line that is cut in a cutting process to be performed later. By the way, when performing anodic bonding, the through hole 25 formed in the base substrate wafer 40 is completely blocked by the through electrode 26, so that the airtightness in the cavity C is not impaired through the through hole 25. .
  • a conductive material is patterned on the surface of the base substrate wafer 40 opposite to the bonding surface to which the lid substrate wafer 50 is bonded.
  • An external electrode forming step of forming a plurality of externally connected pairs of external electrodes 29 is performed (S70). By this step, the piezoelectric vibrating reed 4 sealed in the cavity C can be operated using the external electrode 29.
  • a fine adjustment step of finely adjusting the frequency of each piezoelectric vibrating piece 4 sealed in the cavity C within the wafer bonded body 60 to be within a predetermined range is performed (S90). More specifically, a voltage is applied to the external electrode 29 to vibrate the piezoelectric vibrating piece 4. Then, laser light is irradiated from the outside through the lid substrate wafer 50 while measuring the frequency to evaporate the fine adjustment film 17 b of the weight metal film 17. Thereby, since the weight of the tip end side of the pair of vibrating arm portions 10 and 11 is changed, the frequency of the piezoelectric vibrating piece 4 can be finely adjusted so as to be within a predetermined range of the nominal frequency.
  • a cutting process is performed in which the bonded wafer bonded body 60 is cut along the cutting line M shown in FIG.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 is sealed in the cavity C formed between the base substrate 2 and the lid substrate 3 that are anodically bonded to each other. Many can be manufactured.
  • the order of processes in which the fine adjustment process (S90) is performed may be used.
  • the fine adjustment step (S90) by performing the fine adjustment step (S90) first, the fine adjustment can be performed in the state of the wafer bonded body 60, and therefore, a large number of piezoelectric vibrators 1 can be finely adjusted more efficiently. Therefore, the throughput can be improved, which is more preferable.
  • an internal electrical characteristic inspection is performed (S110). That is, the resonance frequency, resonance resistance value, drive level characteristic (excitation power dependency of the resonance frequency and resonance resistance value) and the like of the piezoelectric vibrating piece 4 are measured and checked. In addition, the insulation resistance characteristics and the like are also checked. Finally, an appearance inspection of the piezoelectric vibrator 1 is performed to finally check dimensions, quality, and the like. This completes the manufacture of the piezoelectric vibrator 1.
  • the groove 22 is formed in the lid substrate wafer 50, these wafers 40, 50 are bonded when the both wafers 40, 50 are bonded. It is possible to easily release the oxygen gas generated between the two wafers 40 and 50 to the outside through the groove 22 and suppress the formation of the piezoelectric vibrator 1 having a low degree of vacuum in the cavity C. be able to. Further, since the groove 22 is formed in the lid substrate wafer 50 having the recess 3a, the groove 22 can be simultaneously formed when the recess 3a is formed by, for example, press working or etching. 50 can be formed efficiently.
  • the radially outer end 22a of the groove 22 is positioned radially inward from the outer peripheral edge of the lid substrate wafer 50, the strength of the wafer 50 is reduced by forming the groove 22 in the wafer 50. Therefore, it is possible to prevent the handleability of the wafer 50 from deteriorating.
  • the grooves 22 are radially arranged on the bonding surface of the lid substrate wafer 50, oxygen gas generated between the wafers 40 and 50 during the bonding is surely transmitted from between the wafers 40 and 50. Can be released to the outside.
  • the width of the groove 22 is equal to or less than the length in the longitudinal direction of the recess 3a formed in a rectangular shape in plan view, the recess 3a can be formed in the lid substrate wafer 50. It becomes easy to secure a wide product region 50c, and the number of piezoelectric vibrators 1 that can be formed at a time can be increased, that is, the yield can be improved.
  • the groove 22 is formed in the lid substrate wafer 50, but it may also be formed in the base substrate wafer 40.
  • the outer peripheral edge portion 40b is not joined, but these may be joined.
  • the radially outer end 22a of the groove 22 is positioned radially inward from the outer peripheral edge of the lid substrate wafer 50.
  • the radially outer end 22a of the groove 22 is positioned on the lid substrate wafer. You may reach
  • a through slit may be formed.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 is bump-bonded, but is not limited to bump bonding.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 may be joined with a conductive adhesive.
  • the piezoelectric vibrating reed 4 can be lifted from the base substrate 2 and a minimum vibration gap necessary for vibration can be secured naturally. Therefore, in this respect, it is preferable to perform bump bonding.
  • the piezoelectric vibrator 1 was shown as a package product, you may change suitably, for example not only this.

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Abstract

　積層状態で互いを陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するためのウエハであって、他のウエハと積層した状態で前記キャビティとなる凹部が多数形成された製品領域を有し、該ウエハの径方向中央部から径方向外側に向けて延在し前記製品領域の外側に至る溝若しくはスリットが形成されている。

Description

ウエハおよびパッケージ製品の製造方法
　本発明は、ウエハおよびパッケージ製品の製造方法に関する。
　近年、互いが積層状態で陽極接合されるとともに両者間にキャビティが形成されたベース基板およびリッド基板と、ベース基板においてキャビティ内に位置する部分にマウントされた作動片と、を備えるパッケージ製品が広く用いられている。この種のパッケージ製品として、例えば、携帯電話や携帯情報端末機器に装着され、時刻源や制御信号等のタイミング源、リファレンス信号源等として水晶等を利用した圧電振動子が知られている。
　ところで、このパッケージ製品は、例えば下記特許文献１に示されるように、次のようにして形成される。
　まず、ベース基板用ウエハおよびリッド基板用ウエハを、真空チャンバ内に配設された陽極接合装置にセットして、導電性材料からなる陽極接合用の接合膜を介してこれらのウエハを重ね合わせる。
　ここで、リッド基板用ウエハの接合面には、ベース基板用ウエハと重ね合わせたときに前記キャビティとなる多数の凹部が形成され、またベース基板用ウエハの接合面には、前記凹部と対応して多数の作動片がマウントされるとともにこの接合面において作動片がマウントされた部分を除いた部分に前記接合膜が形成されている。さらに、リッド基板用ウエハは陽極接合装置の電極板上にセットされる。
　次に、リッド基板用ウエハを加熱してその内部のイオンを活性化させながら、接合膜と電極板との間に電圧を印加してリッド基板用ウエハに電流を流し、接合膜とリッド基板用ウエハの接合面との界面に電気化学的な反応を生じさせることにより、両者を陽極接合させてウエハ接合体を形成する。
　その後、このウエハ接合体を所定の位置で切断することにより、パッケージ製品を多数個形成する。
特開２００６－３３９８９６号公報
　しかしながら従来では、前述の陽極接合時に、両ウエハにおいて、前記凹部（キャビティ）若しくは作動片が配設された製品領域のうち、外周部分同士が中央部分同士よりも早く接合される傾向にあり、この接合時に両ウエハ間で発生した酸素ガスが前記中央部分同士の間に留まることで、この中央部分から得られるパッケージ製品のキャビティ内の真空度が低くなり、所望の性能を具備しないパッケージ製品が得られることがあった。
　本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、二枚のウエハの接合時に両ウエハ間で発生した酸素ガスを外部に放出し易くすることができるウエハおよびパッケージ製品の製造方法を提供することである。
　本発明は、積層状態で互いを陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するためのウエハであって、他のウエハと積層した状態で前記キャビティとなる凹部が多数形成された製品領域を有し、該ウエハの径方向中央部から径方向外側に向けて延在し前記製品領域の外側に至る溝若しくはスリットが形成されていることを特徴とする。
　また、本発明は、二枚のウエハを積層させた状態で互いに陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するパッケージ製品の製造方法であって、前記ウエハは本発明のウエハであることを特徴とする。
　この発明によれば、ウエハに前記溝若しくはスリットが形成されているので、両ウエハの接合時にこれらのウエハ間で発生した酸素ガスを、前記溝若しくはスリットを通して両ウエハ間から外部に放出し易くすることが可能になり、キャビティ内の真空度が低いパッケージ製品が形成されるのを抑制することができる。
　また、前記溝若しくはスリットが、前記凹部を有するウエハに形成されているので、前記凹部を例えばプレス加工若しくはエッチング加工等で形成する際同時に前記溝若しくはスリットを形成することが可能になり、このウエハを効率よく形成することができる。
　ここで、前記溝若しくはスリットの径方向外端は、当該ウエハの外周縁よりも径方向内側に位置してもよい。
　この場合、溝若しくはスリットの径方向外端が、このウエハの外周縁よりも径方向内側に位置しているので、ウエハに溝若しくはスリットを形成したことにより該ウエハの強度が低下するのを抑制することが可能になり、このウエハの取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。
　なおこのようなウエハを採用する場合には、両ウエハ同士の間において、溝若しくはスリットの径方向外端と、ウエハの外周縁との間に位置する部分は接合しないのが好ましい。
　この場合、両ウエハ同士の間において、溝若しくはスリットの径方向外端と、ウエハの外周縁との間に位置する部分が接合されていないので、これらの間の微小な隙間を通して溝内若しくはスリット内の前記酸素ガスを確実に両ウエハ間から外部に放出することができる。
　本発明のウエハおよびパッケージ製品の製造方法は、二枚のウエハの接合時に両ウエハ間で発生した酸素ガスを外部に放出し易くすることができる。
図１は、本発明の一実施形態を示す図であって、圧電振動子の外観斜視図である。 図２は、図１に示す圧電振動子の内部構成図であって、リッド基板を取り外した状態で圧電振動片を上方から見た図である。 図３は、図２に示すＡ－Ａ線に沿った圧電振動子の断面図である。 図４は、図２に示すＢ－Ｂ線に沿った圧電振動子の断面図である。 図５は、図１に示す圧電振動子の分解斜視図である。 図６は、図１に示す圧電振動子を構成する圧電振動片の上面図である。 図７は、図５に示す圧電振動片の下面図である。 図８は、図６に示す断面矢視Ｃ－Ｃ図である。 図９は、図１に示す圧電振動子を製造する際の流れを示すフローチャートである。 図１０は、図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、リッド基板の元となるリッド基板用ウエハに凹部を形成した一実施形態を示す図である。 図１１は、図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、ベース基板の元となるベース基板用ウエハに一対のスルーホールを形成した状態を示す図である。 図１２は、図１１に示す状態の後、一対のスルーホール内に貫通電極を形成すると共に、ベース基板用ウエハの上面に接合膜及び引き回し電極をパターニングした状態を示す図である。 図１３は、図１２に示す状態のベース基板用ウエハの全体図である。 図１４は、ベース基板用ウエハおよびリッド基板用ウエハを陽極接合装置にセットした状態を示す概略図である。 図１５は、図９に示すフローチャートに沿って圧電振動子を製造する際の一工程を示す図であって、圧電振動片をキャビティ内に収容した状態でベース基板用ウエハとリッド基板用ウエハとが陽極接合されたウエハ接合体の分解斜視図である。
符号の説明
　１　圧電振動子（パッケージ製品）
　３ａ　凹部
　４　圧電振動片（作動片）
　２２　溝
　４０　ベース基板用ウエハ（ウエハ）
　４０ｃ、５０ｃ　製品領域
　５０　リッド基板用ウエハ（ウエハ）
　Ｃ　キャビティ
　以下、本発明に係る一実施形態を、図１から図１５を参照して説明する。
　本実施形態では、互いが積層状態で陽極接合されるとともに両者間にキャビティが形成されたベース基板およびリッド基板と、ベース基板においてキャビティ内に位置する部分にマウントされた作動片と、を備えるパッケージ製品として、圧電振動子を例に挙げて説明する。
　この圧電振動子１は、図１から図５に示すように、ベース基板２とリッド基板３とで２層に積層された箱状に形成されており、内部のキャビティＣ内に圧電振動片（作動片）４が収納された表面実装型となっている。なお、図５においては、図面を見易くするために後述する励振電極１３、引き出し電極１６、マウント電極１４及び重り金属膜１７の図示を省略している。
　圧電振動片４は、図６から図８に示すように、水晶、タンタル酸リチウムやニオブ酸リチウム等の圧電材料で形成された音叉型の振動片であり、所定の電圧が印加されたときに振動するものである。
　この圧電振動片４は、平行に配置された一対の振動腕部１０、１１と、この一対の振動腕部１０、１１の基端側を一体的に固定する基部１２と、一対の振動腕部１０、１１の外表面上に形成されて一対の振動腕部１０、１１を振動させる励振電極１３と、この励振電極１３に電気的に接続されたマウント電極１４とを有している。また、本実施形態の圧電振動片４は、一対の振動腕部１０、１１の両主面上に、この振動腕部１０、１１の長手方向に沿ってそれぞれ形成された溝部１５を備えている。この溝部１５は、振動腕部１０、１１の基端側から略中間付近まで形成されている。
　上記励振電極１３は、一対の振動腕部１０、１１を互いに接近又は離間する方向に所定の共振周波数で振動させる電極であり、一対の振動腕部１０、１１の外表面に、それぞれ電気的に切り離された状態でパターニングされて形成されている。具体的には、図８に示すように、一方の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の溝部１５上と、他方の振動腕部１１の両側面上とに主に形成され、他方の励振電極１３が、一方の振動腕部１０の両側面上と他方の振動腕部１１の溝部１５上とに主に形成されている。
　また、励振電極１３は、図６及び図７に示すように、基部１２の両主面上において、それぞれ引き出し電極１６を介してマウント電極１４に電気的に接続されている。そして圧電振動片４は、このマウント電極１４を介して電圧が印加されるようになっている。なお、上述した励振電極１３、マウント電極１４及び引き出し電極１６は、例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）等の導電性膜の被膜により形成されたものである。
　また、一対の振動腕部１０、１１の先端には、自身の振動状態を所定の周波数の範囲内で振動するように調整（周波数調整）を行うための重り金属膜１７が被膜されている。なお、この重り金属膜１７は、周波数を粗く調整する際に使用される粗調膜１７ａと、微小に調整する際に使用される微調膜１７ｂとに分かれている。これら粗調膜１７ａ及び微調膜１７ｂを利用して周波数調整を行うことで、一対の振動腕部１０、１１の周波数をデバイスの公称周波数の範囲内に収めることができる。
　このように構成された圧電振動片４は、図２、図３及び図５に示すように、金等のバンプＢを利用して、ベース基板２の上面にバンプ接合されている。より具体的には、後述する引き回し電極２８上に形成された２つのバンプＢ上に、一対のマウント電極１４がそれぞれ接触した状態でバンプ接合されている。これにより、圧電振動片４は、ベース基板２の上面から浮いた状態で支持されると共に、マウント電極１４と引き回し電極２８とがそれぞれ電気的に接続された状態となっている。
　上記リッド基板３は、ガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明の絶縁基板であり、図１、図３、図４及び図５に示すように、板状に形成されている。そして、リッド基板３においてベース基板２が接合される接合面には、圧電振動片４が収まる平面視矩形状の凹部３ａが形成されている。この凹部３ａは、両基板２、３が重ね合わされたときに、圧電振動片４が収容されるキャビティＣとなる。そして、この凹部３ａは、リッド基板３とベース基板２とが陽極接合されることでベース基板２により閉塞されている。
　上記ベース基板２は、リッド基板３と同様にガラス材料、例えばソーダ石灰ガラスからなる透明な絶縁基板であり、図１から図５に示すように、リッド基板３に対して重ね合わせ可能な大きさで板状に形成されている。このベース基板２には、このベース基板２を貫通する一対のスルーホール２５が形成されている。一対のスルーホール２５は、キャビティＣ内に収まるように形成されている。より詳しく説明すると、マウントされた圧電振動片４の基部１２側に一方のスルーホール２５が位置し、振動腕部１０、１１の先端側に他方のスルーホール２５が位置するように形成されている。
　なお、図示の例では、ベース基板２の板厚方向における全域にわたって同等の内径を有するスルーホール２５を例に挙げて説明するが、この場合に限られず、例えば前記板厚方向に沿って漸次縮径若しくは拡径した内径を有するテーパー状に形成しても構わない。いずれにしても、ベース基板２を貫通していれば良い。
　そして、これら一対のスルーホール２５にはそれぞれ、貫通電極２６が埋設されている。これらの貫通電極２６は、スルーホール２５を完全に塞いでキャビティＣ内の気密を維持していると共に、後述する外部電極２９と引き回し電極２８とを導通させている。ベース基板２においてリッド基板３が接合される接合面には、例えばアルミニウム等の導電性材料により、陽極接合用の接合膜２７と、一対の引き回し電極２８とがパターニングされている。このうち接合膜２７は、リッド基板３の接合面における凹部３ａの非形成部分のほぼ全域にわたって該凹部３ａの周囲を囲むように配置されている。
　また、一対の引き回し電極２８は、一対の貫通電極２６のうち、一方の貫通電極２６と圧電振動片４の一方のマウント電極１４とを電気的に接続すると共に、他方の貫通電極２６と圧電振動片４の他方のマウント電極１４とを電気的に接続するようにパターニングされている。より詳しく説明すると、図２及び図５に示すように、一方の引き回し電極２８は、圧電振動片４の基部１２の真下に位置するように一方の貫通電極２６の真上に形成されている。また、他方の引き回し電極２８は、一方の引き回し電極２８に隣接した位置から、振動腕部１１に沿って先端側に引き回しされた後、他方の貫通電極２６の真上に位置するように形成されている。
　そして、これら一対の引き回し電極２８上にバンプＢが形成されており、このバンプＢを利用して圧電振動片４がマウントされている。これにより、圧電振動片４の一方のマウント電極１４が、一方の引き回し電極２８を介して一方の貫通電極２６に導通し、他方のマウント電極１４が、他方の引き回し電極２８を介して他方の貫通電極２６に導通するようになっている。
　また、ベース基板２において前記接合面と反対側の表面には、図１、図３及び図５に示すように、一対の貫通電極２６に対してそれぞれ電気的に接続される外部電極２９が形成されている。つまり、一方の外部電極２９は、一方の貫通電極２６及び一方の引き回し電極２８を介して圧電振動片４の一方の励振電極１３に電気的に接続されている。また、他方の外部電極２９は、他方の貫通電極２６及び他方の引き回し電極２８を介して、圧電振動片４の他方の励振電極１３に電気的に接続されている。
　このように構成された圧電振動子１を作動させる場合には、ベース基板２に形成された外部電極２９に対して、所定の駆動電圧を印加する。これにより、圧電振動片４の励振電極１３に電流を流すことができ、一対の振動腕部１０、１１を接近又は離間させる方向に所定の周波数で振動させることができる。そして、この一対の振動腕部１０、１１の振動を利用して、時刻源、制御信号のタイミング源やリファレンス信号源等として利用することができる。
　次に、上述した圧電振動子１を、図９に示すフローチャートを参照しながら、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とを利用して一度に多数製造する方法について説明する。
　初めに、圧電振動片作製工程を行って図６から図８に示す圧電振動片４を作製する（Ｓ１０）。
　具体的には、まず水晶のランバート原石を所定の角度でスライスして一定の厚みのウエハとする。続いて、このウエハをラッピングして粗加工した後、加工変質層をエッチングで取り除き、その後、ポリッシュ等の鏡面研磨加工を行って、所定の厚みのウエハとする。続いて、ウエハに洗浄等の適切な処理を施した後、このウエハをフォトリソグラフィ技術によって圧電振動片４の外形形状でパターニングすると共に、金属膜の成膜及びパターニングを行って、励振電極１３、引き出し電極１６、マウント電極１４及び重り金属膜１７を形成する。これにより、複数の圧電振動片４を作製することができる。
　また、圧電振動片４を作製した後、共振周波数の粗調を行っておく。これは、重り金属膜１７の粗調膜１７ａにレーザ光を照射して一部を蒸発させ、重量を変化させることで行う。これにより、目標とする公称周波数よりも若干広い範囲に周波数を収めることができる。なお、共振周波数をより高精度に調整して、周波数を最終的に公称周波数の範囲内に追い込む微調に関しては、マウント後に行う。これについては、後に説明する。
　次に、後にリッド基板３となるリッド基板用ウエハ５０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第１のウエハ作製工程を行う（Ｓ２０）。
　まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、図１０に示すように、エッチング等により最外表面の加工変質層を除去した円板状のリッド基板用ウエハ５０を形成する（Ｓ２１）。図示の例では、リッド基板用ウエハ５０は平面視円形状に形成されるとともに、このウエハ５０の外周部には、その外周縁上の二点を結ぶ直線（弦）に沿って切り欠かれた基準マーク部Ａ１が形成されている。
　次いで、リッド基板用ウエハ５０の接合面に、キャビティＣ用の凹部３ａを多数形成する凹部形成工程を行う（Ｓ２２）と共に、溝２２を形成する溝形成工程を行う（Ｓ２３）。
　凹部３ａは、リッド基板用ウエハ５０の接合面において、外周縁部５０ｂよりも径方向内側に位置する部分（以下、製品領域という）５０ｃに形成されている。なお、凹部３ａは、製品領域５０ｃに、一方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、該一方向に直交する他方向に間隔をあけて複数形成されている。また、図示の例では、凹部３ａは、リッド基板用ウエハ５０の接合面において外周縁部５０ｂを除くほぼ全域にわたって形成されている。
　溝２２は、リッド基板用ウエハ５０の接合面における径方向中央部から径方向外側に向けて延在し、製品領域５０ｃの外側、つまり前記外周縁部５０ｂに到達している。本実施形態では、溝２２は、リッド基板用ウエハ５０の接合面に放射状をなすように、このウエハ５０の中心回りに等間隔をあけて複数形成されている。また、溝２２の径方向外端２２ａは、リッド基板用ウエハ５０の外周縁よりも径方向内側に位置している。さらに、溝２２の幅は、平面視矩形状に形成された凹部３ａの長手方向における長さ以下となっている。
　ここで、リッド基板用ウエハ５０の外周縁部５０ｂにおいて、このウエハ５０の中心を径方向で挟んで互いに反対となる各位置に、後述する陽極接合装置３０の位置決め用ピンが挿入される位置決め孔５０ｄが形成されている。
　この際、リッド基板用ウエハ５０をエッチング加工することで、凹部３ａと溝２２とを同時に形成しても構わない。また、治具を利用して、リッド基板用ウエハ５０を加熱しながら上下からプレスすることで、凹部３ａと溝２２とを同時に形成しても構わない。更には、リッド基板用ウエハ５０上の必要箇所にガラスペーストをスクリーン印刷することで、凹部３ａと溝２２とを同時に形成しても構わない。いずれの方法であっても構わない。
　この時点で、第１のウエハ作製工程が終了する。
　次に、上記工程と同時或いは前後のタイミングで、後にベース基板２となるベース基板用ウエハ４０を、陽極接合を行う直前の状態まで作製する第２のウエハ作製工程を行う（Ｓ３０）。
　まず、ソーダ石灰ガラスを所定の厚さまで研磨加工して洗浄した後に、エッチング等により最外表面の加工変質層を除去した円板状のベース基板用ウエハ４０を形成する（Ｓ３１）。ベース基板用ウエハ４０は、図１３に示されるように、平面視円形状に形成されるとともに、このウエハ４０の外周部には、その外周縁上の二点を結ぶ直線（弦）に沿って切り欠かれた基準マーク部Ａ２が形成されている。また、ベース基板用ウエハ４０の外周縁部４０ｂにおいて、このウエハ４０の中心を径方向で挟んで互いに反対となる各位置に、後述する陽極接合装置３０の位置決め用ピンが挿入される位置決め孔４０ｄが形成されている。
　次いで、図１１に示すように、ベース基板用ウエハ４０を貫通する一対のスルーホール２５を複数形成するスルーホール形成工程（Ｓ３２）を行う。
　なお、図１１に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。また、スルーホール２５は、例えばサンドブラスト法や治具を利用したプレス加工等により形成される。
　ここで、一対のスルーホール２５は、後に両ウエハ４０、５０を重ね合わせたときに、リッド基板用ウエハ５０に形成した凹部３ａ内に各別に収まる位置で、かつ一方のスルーホール２５が後にマウントする圧電振動片４の基部１２側に配置されるとともに、他方のスルーホール２５が振動腕部１１の先端側に配置される位置に形成する。図示の例では、一対のスルーホール２５は、ベース基板用ウエハ４０の接合面において、外周縁部４０ｂよりも径方向内側に位置する部分（以下、製品領域という）４０ｃに形成されている。なお、一対のスルーホール２５は、製品領域４０ｃに、一方向に間隔をあけて複数形成されるとともに、該一方向に直交する他方向に間隔をあけて複数形成されている。また、図示の例では、一対のスルーホール２５は、ベース基板用ウエハ４０の接合面において外周縁部４０ｂを除くほぼ全域にわたって形成されている。
　続いて、一対のスルーホール２５を図示しない導電体で埋めて、一対の貫通電極２６を形成する貫通電極形成工程を行う（Ｓ３３）。続いて、ベース基板用ウエハ４０の接合面に導電性材料をパターニングして、図１２及び図１３に示すように、接合膜２７を形成する接合膜形成工程（Ｓ３４）を行うと共に、一対の貫通電極２６にそれぞれ電気的に接続された引き回し電極２８を複数形成する引き回し電極形成工程を行う（Ｓ３５）。以上より、一方の貫通電極２６と一方の引き回し電極２８とが導通すると共に、他方の貫通電極２６と他方の引き回し電極２８とが導通した状態となる。
　ここで、接合膜２７は、ベース基板用ウエハ４０の接合面において、リッド基板用ウエハ５０の前記外周縁部５０ｂのうち溝２２の径方向外端２２ａとこのウエハ５０の外周縁との間に位置する部分５０ａが重ね合わされる位置には形成しない。
　この時点で第２のウエハ作製工程が終了する。
　なお、図１２及び図１３に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。また、図１３では、接合膜２７の図示を省略している。
　さらに、図９では、接合膜形成工程（Ｓ３４）の後に、引き回し電極形成工程（Ｓ３５）を行う工程順序としているが、これとは逆に、引き回し電極形成工程（Ｓ３５）の後に、接合膜形成工程（Ｓ３４）を行っても構わないし、両工程を同時に行っても構わない。いずれの工程順序であっても、同一の作用効果を奏することができる。よって、必要に応じて適宜、工程順序を変更して構わない。
　次に、作製した複数の圧電振動片４を、それぞれ引き回し電極２８を介してベース基板用ウエハ４０の表面にバンプ接合するマウント工程を行う（Ｓ４０）。まず、一対の引き回し電極２８上にそれぞれ金等のバンプＢを形成する。そして、圧電振動片４の基部１２をバンプＢ上に載置した後、バンプＢを所定温度に加熱しながら圧電振動片４をバンプＢに押し付ける。これにより、圧電振動片４は、バンプＢに機械的に支持されると共に、マウント電極１４と引き回し電極２８とを電気的に接続している。よって、この時点で圧電振動片４の一対の励振電極１３は、一対の貫通電極２６に対してそれぞれ導通した状態となる。特に、圧電振動片４は、バンプ接合されるので、ベース基板用ウエハ４０の接合面から浮いた状態で支持される。
　次に、ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ５０を陽極接合装置３０にセットする。
　ここで、陽極接合装置３０は、図１４に示されるように、導電性材料で形成された下治具３１と、加圧手段３２により下治具３１に対して進退可能に支持された上治具３３と、上治具３３にセットされるベース基板用ウエハ４０の接合膜２７と下治具３１とを電気的に接続する通電手段３４と、を備え、図示されない真空チャンバ内に配設されている。
　そして、下治具３１に凹部３ａを上治具３３に向けて開口させた状態でリッド基板用ウエハ５０をセットし、かつ上治具３３に圧電振動片４をリッド基板用ウエハ５０の凹部３ａに対向させた状態でベース基板用ウエハ４０をセットする。なおこの際、ベース基板用ウエハ４０およびリッド基板用ウエハ５０それぞれに形成された基準マーク部Ａ１、Ａ２を指標としつつ、各ウエハ４０、５０に形成された位置決め用孔４０ｄ、５０ｄに陽極接合装置３０に設けられた図示されない位置決め用ピンを挿入することにより、各ウエハ４０、５０それぞれの沿面方向に沿った位置を合わせる。
　その後、加圧手段３２を駆動して、上治具３３を下治具３１に向けて前進移動させ、リッド基板用ウエハ５０の凹部３ａ内にベース基板用ウエハ４０の圧電振動片４を進入させて、これらの両ウエハ４０、５０を重ね合わせる重ね合わせ工程を行う（Ｓ５０）。これにより、ベース基板用ウエハ４０にマウントされた圧電振動片４が、両ウエハ４０、５０同士の間に形成されたキャビティＣ内に収容された状態となる。
　次に、所定の温度下で所定の電圧を印加して陽極接合する接合工程を行う（Ｓ６０）。具体的には、通電手段３４によりベース基板用ウエハ４０の接合膜２７と下治具３１との間に所定の電圧を印加する。すると、接合膜２７とリッド基板用ウエハ５０の接合面との界面に電気化学的な反応が生じ、両者がそれぞれ強固に密着して陽極接合される。これにより、圧電振動片４をキャビティＣ内に封止することができ、ベース基板用ウエハ４０とリッド基板用ウエハ５０とが接合した図１５に示すウエハ接合体６０を得ることができる。
　この際、リッド基板用ウエハ５０の前記外周縁部５０ｂのうち溝２２の径方向外端２２ａとこのウエハ５０の外周縁との間に位置する部分５０ａと、ベース基板用ウエハ４０の前記外周縁部４０ｂと、は非接合のままに維持される。
　なお、図１５においては、図面を見易くするために、ウエハ接合体６０を分解した状態を図示しており、ベース基板用ウエハ４０から接合膜２７の図示を省略している。また、図１５に示す点線Ｍは、後に行う切断工程で切断する切断線を図示している。
　ところで、陽極接合を行う際、ベース基板用ウエハ４０に形成されたスルーホール２５は、貫通電極２６によって完全に塞がれているので、キャビティＣ内の気密がスルーホール２５を通じて損なわれることがない。
　そして、上述した陽極接合が終了した後、ベース基板用ウエハ４０においてリッド基板用ウエハ５０が接合された接合面と反対側の表面に導電性材料をパターニングして、一対の貫通電極２６にそれぞれ電気的に接続された一対の外部電極２９を複数形成する外部電極形成工程を行う（Ｓ７０）。この工程により、外部電極２９を利用してキャビティＣ内に封止された圧電振動片４を作動させることができる。
　次に、ウエハ接合体６０の状態で、キャビティＣ内に封止された個々の圧電振動片４の周波数を微調整して所定の範囲内に収める微調工程を行う（Ｓ９０）。具体的に説明すると、外部電極２９に電圧を印加して圧電振動片４を振動させる。そして、周波数を計測しながらリッド基板用ウエハ５０を通して外部からレーザ光を照射し、重り金属膜１７の微調膜１７ｂを蒸発させる。これにより、一対の振動腕部１０、１１の先端側の重量が変化するので、圧電振動片４の周波数を、公称周波数の所定範囲内に収まるように微調整することができる。
　周波数の微調が終了した後、接合されたウエハ接合体６０を図１５に示す切断線Ｍに沿って切断して小片化する切断工程を行う（Ｓ１００）。その結果、互いに陽極接合されたベース基板２とリッド基板３との間に形成されたキャビティＣ内に圧電振動片４が封止された、図１に示す表面実装型の圧電振動子１を一度に多数個製造することができる。
　なお、切断工程（Ｓ１００）を行って個々の圧電振動子１に小片化した後に、微調工程（Ｓ９０）を行う工程順序でも構わない。但し、上述したように、微調工程（Ｓ９０）を先に行うことで、ウエハ接合体６０の状態で微調を行うことができるので、多数の圧電振動子１をより効率よく微調することができる。よって、スループットの向上化を図ることができるので、より好ましい。
　その後、内部の電気特性検査を行う（Ｓ１１０）。即ち、圧電振動片４の共振周波数、共振抵抗値、ドライブレベル特性（共振周波数及び共振抵抗値の励振電力依存性）等を測定してチェックする。また、絶縁抵抗特性等を併せてチェックする。そして、最後に圧電振動子１の外観検査を行って、寸法や品質等を最終的にチェックする。これをもって圧電振動子１の製造が終了する。
　以上説明したように、本実施形態による圧電振動子１の製造方法によれば、リッド基板用ウエハ５０に溝２２が形成されているので、両ウエハ４０、５０の接合時にこれらのウエハ４０、５０間で発生した酸素ガスを、溝２２を通して両ウエハ４０、５０間から外部に放出し易くすることが可能になり、キャビティＣ内の真空度が低い圧電振動子１が形成されるのを抑制することができる。
　また、溝２２が、凹部３ａを有するリッド基板用ウエハ５０に形成されているので、凹部３ａを例えばプレス加工若しくはエッチング加工等で形成する際同時に溝２２を形成することが可能になり、このウエハ５０を効率よく形成することができる。
　さらに、溝２２の径方向外端２２ａが、リッド基板用ウエハ５０の外周縁よりも径方向内側に位置しているので、このウエハ５０に溝２２を形成したことにより該ウエハ５０の強度が低下するのを抑制することが可能になり、このウエハ５０の取り扱い性が低下するのを防ぐことができる。
　また本実施形態では、リッド基板用ウエハ５０の前記外周縁部５０ｂのうち溝２２の径方向外端２２ａとこのウエハ５０の外周縁との間に位置する部分５０ａと、ベース基板用ウエハ４０の前記外周縁部４０ｂと、を接合しないので、これらの間の微小な隙間を通して溝２２内の前記酸素ガスを確実に両ウエハ４０、５０間から外部に放出することができる。
　さらに本実施形態では、溝２２がリッド基板用ウエハ５０の接合面に放射状に配置されているので、接合時に両ウエハ４０、５０間で発生した酸素ガスを確実にこれらのウエハ４０、５０間から外部に放出することができる。
　また本実施形態では、溝２２の幅が、平面視矩形状に形成された凹部３ａの長手方向における長さ以下となっているので、リッド基板用ウエハ５０において凹部３ａを形成することが可能な製品領域５０ｃを広く確保し易くなり、一度に形成可能な圧電振動子１の個数を多くする、つまり歩留まりを向上させることが可能になる。
　なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
　上記実施形態では、リッド基板用ウエハ５０に溝２２を形成したが、ベース基板用ウエハ４０にも形成してよい。
　また、上記実施形態では、リッド基板用ウエハ５０の前記外周縁部５０ｂのうち溝２２の径方向外端２２ａとこのウエハ５０の外周縁との間に位置する部分５０ａと、ベース基板用ウエハ４０の前記外周縁部４０ｂと、を非接合としたが、これらを接合してもよい。
　さらに、上記実施形態では、溝２２の径方向外端２２ａを、リッド基板用ウエハ５０の外周縁よりも径方向内側に位置させたが、溝２２の径方向外端２２ａを、リッド基板用ウエハ５０の外周縁に到達させてもよい。
　さらにまた、上記実施形態で示した溝２２に代えて例えば、貫通したスリットを形成してもよい。
　また、上記実施形態では、圧電振動片４をバンプ接合したが、バンプ接合に限定されるものではない。例えば、導電性接着剤により圧電振動片４を接合しても構わない。但し、バンプ接合することで、圧電振動片４をベース基板２上から浮かすことができ、振動に必要な最低限の振動ギャップを自然と確保することができる。よって、この点において、バンプ接合することが好ましい。
　さらに、上記実施形態では、パッケージ製品として圧電振動子１を示したが、これに限らず例えば適宜変更してもよい。
　その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
　二枚のウエハの接合時に両ウエハ間で発生した酸素ガスを外部に放出し易くすることができる。

Claims (3)

  1. 　積層状態で互いを陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するためのウエハであって、
    　他のウエハと積層した状態で前記キャビティとなる凹部が多数形成された製品領域を有し、
    　該ウエハの径方向中央部から径方向外側に向けて延在し前記製品領域の外側に至る溝若しくはスリットが形成されていることを特徴とするウエハ。
  2. 　請求項１記載のウエハであって、
    　前記溝若しくはスリットの径方向外端は、当該ウエハの外周縁よりも径方向内側に位置していることを特徴とするウエハ。
  3. 　二枚のウエハを積層させた状態で互いに陽極接合することで、両者間に作動片が収納されたキャビティを有するパッケージ製品を多数個形成するパッケージ製品の製造方法であって、
    　前記ウエハは請求項１または２に記載のウエハであることを特徴とするパッケージ製品の製造方法。
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